Blutgase

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Blutgase stellt in der Medizin die gebräuchliche Bezeichnung der im Blut gelösten Gase dar.

Diese werden über die Atmung aus der Umgebungsluft aufgenommen oder fallen in den Geweben, z. B. durch Zellatmung an. Die relevanten Blutgase sind Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid, im Zusammenhang mit der Tauchmedizin auch Stickstoff und andere Inertgase. Eine untergeordnete Rolle spielt das Kohlenstoffmonoxid, da dies ähnlich anderen toxischen Gasen (z. B. Cyanide) ausschließlich pathogenen Ursprungs ist. Die Zusammensetzung des Blutes hinsichtlich seiner gelösten Gase sowie der damit korrelierenden Größen, lässt sich mittels Blutgasanalyse ermitteln.

Messwerte

Über die Messwerte einer Blutgasanalyse lassen sich notwendige therapeutische Maßnahmen ableiten. Neben den Blutgasen selbst erfassen moderne Analysegeräte auch zusätzliche Werte wie Hämoglobinmenge und Hämatokrit.

Sauerstoff

Sauerstoff wird in der Zellatmung verbrannt (oxidiert) und ist daher absolut lebensnotwendig. Der Sauerstoffanteil in der Umgebung liegt gewöhnlich bei etwa 21 % des Luft-Gasgemisches. Der alveoläre Partialdruck beträgt etwa 13,8 kPa (entspr. 104 mmHg bzw. Torr), der kapilläre Partialdruck etwa 10,0 - 13,3 kPa (entspricht 75 - 100 mmHg). Dieses Druckgefälle begünstigt die Diffusion des Sauerstoffs aus den Lungenbläschen über die Blut-Luft-Schranke in das Blut der Kapillargefäße.

Im Vergleich des arteriellen (und zumeist sauerstoffreichen) Blutes mit dem zu versorgenden Gewebe, besteht auch hier eine Differenz im Partialdruck, da der Sauerstoffanteil in den Zellen bei fortlaufender Oxidation generell geringer ist, als der des Blutes. Infolge dessen fördert der höhere Partialdruck im Blut wiederum die Diffusion in die Zelle.

Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid ist ein Abfallprodukt der Zellatmung. Die Aufnahme dieses Gases aus der Umgebungsluft ist zu vernachlässigen. Der Weg des Kohlenstoffdioxids sowie die partiellen Druckverhältnisse sind gegenläufig zum Sauerstoff, das heißt es findet eine Wanderung aus der Zelle (hoher Anteil) in das Blut (geringer Anteil) und später aus dem Blut (verhältnismäßig hoher Anteil) in die Alveole (geringer Anteil) statt. Partialdrucke im arteriellen Blut von etwa 35 bis 45 mmHg bzw. Torr gelten als normal.

Inertgase

Stickstoff und gegebenenfalls andere Inertgase sind bei normalem Umgebungsdruck wenig von Bedeutung. Sie lösen sich allerdings beim Tauchen oder beim Aufenthalt in einer Dekompressionskammer durch den höheren Gasdruck verstärkt in den Geweben und verursachen bei zu schnellem Aufstieg/Druckabfall die sogenannte Taucherkrankheit. Stickstoff kann bei Tauchtiefen ab etwa 40 m narkotisch wirken (sogenannter Tiefenrausch). Daher werden auch diese sonst reaktionsträgen Gase für den Aufenthalt unter erhöhtem Umgebungsdruck von Bedeutung.

Störungen

Mechanische Atemstörungen (z. B. Atemstillstand, COPD) oder chemische Veränderungen im Blut selbst haben zur Folge, dass ein Gasaustausch im Sinne der Diffusion nicht mehr stattfindet bzw. erschwert wird und die Oxidation in den Zellen zum Erliegen kommt (biologischer Tod) bzw. beeinträchtigt wird (Leistungsminderung). Natürlich sind kardiovaskuläre und andere Ursachen nicht außer Acht zu lassen. Gemein ist jedoch, dass das Kohlenstoffdioxid bei der Wanderung aus der Zelle in das Blut sowie der Abatmung über die Lunge gestört und auch die Aufnahme und der Transport von Sauerstoff zur bzw. in die Zelle erschwert wird.

In welchem Maß eine Störung des Gasaustausches oder der Gasaufnahme vorliegt, offenbart die Blutgasanalyse. Durch mechanische Beatmung, Anpassung der Beatmungsparameter, aber auch durch Medikamente kann hier oft korrigierend eingegriffen werden. Erwähnenswert in diesem Zusammenhang ist auch die Wechselwirkung der Blutgase auf andere Größen, z. B. dem pH-Wert des Blutes. Liegt ein relativer Mangel an Sauerstoff vor bzw. überwiegt der Anteil von Kohlenstoffdioxid, neigt das Blut in den sauren pH-Bereich (< 7,35) zu sinken (Azidose). Besteht ein relativer Überschuss an Sauerstoff bzw. liegt ein Mangel an Kohlenstoffdioxid zu Grunde, steigt der pH-Wert (> 7,45) in den oberen Bereich (Alkalose).

Im Umkehrschluss ist der Körper gleichfalls in der Lage, gewisse Abweichungen des pH-Wertes respiratorisch auszugleichen, indem er die Atemtätigkeit erhöht (Hyperventilation) oder aber vermindert (Atemdepression).

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